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4.5 Ermüdungsprognose
Mittels der spannungsabhängigen Ermüdungsfunktionen kann die ertragbare
Lastwechselzahl bei den verschiedenen Prüftemperaturen für beliebige aus dem
Verkehr erzeugte Spannungen (hier: Spannungsdifferenzen ∆σ) und Frequenzen f
berechnet werden. Dies kann mit Gleichung 4.3 unter Anwendung der in Tabelle 4.2
zusammengestellten Regressionsfaktoren erfolgen.
N
Makro
T
= f ⋅ t(N ) = f ⋅ T ⋅ ∆σ
2
Gleichung 4.3
Makro
1
Exemplarisch ist in Abbildung 4-9 für den AB 0/11 S die bei verschiedenen
Spannungsdifferenzen ertragbare Lastwechselzahl in Abhängigkeit von der
Temperatur dargestellt. Zu erkennen ist, dass mit Abnahme der Temperatur die
ertragbare Lastwechselzahl bei gleicher Spannungsdifferenz zunächst zunimmt,
dann jedoch – nach Durchlaufen eines Maximums – abnimmt. Die bei tiefen
Temperaturen kleinere Anzahl der ertragbaren Lastwechsel ist auf die dort
zunehmenden kryogenen Spannungen zurückzuführen. In der theoretischen
Deutung des Ermüdungsverhaltens bei tiefen Temperaturen versagt das Material bei
der im Abkühlversuch ermittelten Bruchtemperatur T Br ohne weitere mechanogene
Belastung. Aus diesem Grund sind die Linien der verschiedenen Spannungsdifferenzen
unterhalb der tiefsten Prüftemperatur von -15°C weitergeführt und enden bei der
Bruchtemperatur T Br bei einem ertragbaren Lastwechsel.
Der grau markierte Bereich zeigt den durch Versuchsergebnissen abgesicherten
Spannungsbereich. Zusätzlich sind die Mittelwerte der bei einer Spannungsdifferenz
von ∆σ = 1 MPa ertragenen Lastwechselzahlen als graue Punkte gekennzeichnet.
Die unmittelbare Nachbarschaft mit der Bemessungslinie für ∆σ = 1,0 MPa zeigt die
gute Qualität des Prognosediagramms.
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